从自然界中获取铁和铜

电解法
热还原法
热分解法
二、金属的冶炼方法
简单，实用，节省的原则 1、热分解法
有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。 在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属 的氧化物受热就能分解。
2HgO
2Ag2O
== 2Hg + O2↑
== 4Ag + O2↑
2．热还原法
多数金属的冶炼过程属于热还原法。常 用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和 活泼金属等。 Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2 高温 Cr2O3+2 Al == 2Cr+Al2O3 WO3+ 3 H2 == W+3H2O
（吃岩石的细菌） （Fe） 硫化铜（CuS） CuSO4 Cu
金属的冶炼
自然界中的金属大都以化合态存在 用化学的方法把化合态的金属变成游离态 要考虑的问题 集矿 石 的 富 方合 法适 的 冶 炼 如 何 精 炼
不同金属冶炼方法的选择
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
炼铁高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C +O2=CO2
二、现代工业炼铁
1、原料： 铁矿石、焦炭、空气、石灰石等 2、设备： 炼铁高炉
C+O2 === CO2 (燃烧提供大量的热) 3、原理： C+CO2 === 2CO（产生炼铁的还原剂CO ） Fe2O3+2CO === 2Fe+2CO2
钢有不同型号，应用 不同如钢丝网、铆钉、 锅炉等
三、铜的冶炼
1、湿法炼铜：（ “曾青得铁，则化为铜。”--《淮南万毕术》 ） Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 氧化还原反应 氧化剂: CuSO4 2、火法炼铜:
原料: 黄铜矿（CuFeS2） 高温冶炼
还原剂: Fe
粗铜
电解 精炼
精铜
3 、生物炼铜
• 5、生物冶金：含硫的铜矿→硫酸铜→炼铜
拓展知识面：
不锈钢
为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈 钢。不锈钢通常是指含铬量在12—30%的合金钢。 不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧 化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、 碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。
总结
含量
存在 形式
游离态（少量） 主要化合态
黄铜矿（CuFeS2） 孔雀石（CuCO3•Cu(OH)2）
H2 + CuO Δ ══ Cu + H2O Δ CO + CuO ══ Cu + CO2 Δ C + 2 CuO ══ 2Cu + CO2 Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4 （1）湿法炼铜 (2)火烧孔雀石 （3）高温冶炼黄铜矿 （4）电解精炼
高温
高温
3．电解法
在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种 金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电 子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化 合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐 或氧化物的方法来冶炼。
2Al2O3====4Al+3O2↑
2NaCl====2Na+Cl2↑
电解
电解
• 4、湿法冶金：Fe+CuSO4= FeSO4+Cu
高温 高温 点燃
二、现代工业炼铁
4、造渣：CaCO3
高温
CaO＋CO2↑
高温
SiO2＋CaO
CaSiO3（炉渣的主要成分）
石灰石作熔剂除掉SiO2 5、废气成分：N2、CO、CO2等 6、产品： 生铁（含碳2% — 4.5%） 将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛 的钢（含碳量在 0.03 % — 2 % ）
将生铁进一步炼制，可以得到用途更为广泛的钢（含碳量在 0.03%—2% ） 生铁和钢的比较
生铁 C% 2%－4.5%
钢 0.03%－2%
杂质 Si、Mn、S、P（较多） Si、Mn、S、P （较少）
机械 生铁硬而脆可铸不可煅 坚硬、韧性大，可塑性好, 性能 可铸可煅 用途 炼钢生铁：炼钢原料 ；
铸造生铁：制造各种铸件， 如机床、床座、铁管等； 球墨铸铁：制造齿轮、活塞等 高级铸件；
表3-3 铁、铜从化合态转化为游离态
生成铁的化学方程式
Δ 2Fe + 3H O 3H2 + Fe2O3 ══ 2 Δ 2Fe + 3CO 3CO + Fe2O3 ══ 2 高温 2Al + Fe2O3 ══ 2Fe + Al2O3 Zn + FeSO4 ══ Fe + ZnSO4
生成铜的化学方程式
Δ Cu + H O H2 + CuO ══ 2 Δ CO + CuO ══ Cu + CO2 Δ C + 2 CuO ══ 2Cu + CO2 Fe + CuSO4 ══ Cu + FeSO4
磁铁矿(Fe304)
褐铁矿(Fe2O3· nH2O )
黄铁矿(F矿(CuFeS2 ) Cu5FeS4 辉铜矿 Cu２S 孔雀石（CuCO3•Cu(OH)2）
毛赤铜矿(Cu2O )
蓝铜矿(Cu2(CO3)2(OH)2 )
把金属从矿石中提炼出来，这就是人们常说的 金属的冶炼。
主要 矿石
化合态 转化为 游离态 冶炼 方法
高炉炼铁
主要 流程
高炉中炼成生铁，生铁 进一步炼制成钢
高温冶炼得到含铜在 99.5~99.7%的铜，电解精炼 得到纯度更高的铜
铁和铜
铁、铜在日常生活中的应用：
一、铁和铜在自然界存在形式。
游离态形式的铁和铜
铜在地壳中含量约为0.01%， 少量以单质铜形式存在
天然铜
陨铁
铁是自然界里分布最广的金属 元素之一，在地壳中的质量约 占5％左右，仅次于铝，游离态 的铁只能从陨石中得到。
常见的铁矿石
赤铁矿(Fe2O3)
菱铁矿 FeCO3
铁（ Fe）
多
铜（ Cu）
少
游离态（陨铁） 主要化合态
磁铁矿（Fe304） 赤铁矿（ Fe203 ）
Δ 2Fe + 3H O 3H2 + Fe2O3 ══ 2 Δ 3CO + Fe2O3 ══ 2Fe +3CO2 高温 2Al + Fe2O3 ══ 2Fe + Al2O3 Zn + FeSO4 ══ Fe + ZnSO4